ATi Radeon X1800XT, X1800XL, X1600XT, X1300Pro

Nakon nebrojeno mnogo problema, najava i odjava, 5. oktobar ove godine ostaće upamćen kao dan kada je ATi promovisao svoju X1000 seriju grafičkih procesora. Prvi put u istoriji ATi je uradio ono što je nVidia uradila nekoliko puta do sada – odjednom je predstavio celu seriju koju čini nekoliko različitih čipova i podmodela. Nemoguće je izbrojati koja je ovo generacija Radeona po redu, ali je definitivno treća koja je revolucionarna. Sa X1000, ATi je napokon raskrstio sa sada legendarnim R300 i njegovim brojnim podvarijantama. Da, konačno i Radeoni podržavaju ShaderModel 3.0, mogućnost čiji je nedostatak bio najveća zamerka prvim Radeonima sa rimskom desetkom (X) u oznaci.

Novi čipovi su prvo najavljeni za leto ove godine, ali je ATi imao previše problema u njihovoj proizvodnji. Najviše problema je uzrokovao prelazak na 90-nanometarski proces izrade, ali je TSMC, kompanija koja proizvodi ATi čipove, na kraju ipak ovladala ovom tehnologijom i proizvela prve grafičke procesore urađene u 90 nm tehnološkom procesu. Četiri meseca zakašnjenja je mnogo, ali je to donelo i nešto pozitivno. Usled toga što je mnogo pažnje usmereno na rešavanje problema, novi procesori R5xx su ispali čak i bolje nego što se ATi nadao pa su radni taktovi na kojima ovi procesori debituju znatno viši od prvobitno najavljenih.

Rodonačelnik „loze” je R520 koji će se naći na najjačim karticama nove serije sa oznakom X1800. Dugo se spekulisalo koliko će pipeline i vertex shadera novi najjači R imati i mnogi su iznenađeni zbog toga što je ATi ostao na broju 16 kada su u pitanju jedinice za obradu piksela, dok je broj vertex jedinica povećan za dva u odnosu na doskora najjači ATi-jev GPU R480 – R520 ih ima osam. Ipak, ne treba ni pomišljati da su ove jedinice prosto „iskopirane” sa starijeg procesora – sve je ponovo dizajnirano „od nule” jer zahtevi koje specifikacija ShaderModel 3.0 stavlja pred grafički procesor (puna 128-bitna tačnost operacija sa pokretnim zarezom i dinamičko grananje) ne mogu prosto da se dodaju u postojeću arhitekturu.

Novi „endžin” ATi naziva Ultra-Threading Dispatch Processor, a glavna karakteristika je postojanje koprocesora koji se brine o radu četiri „quadpixel” jedinice (pomenutih 16 jedinica za obradu piksela podeljene su na četiri grupe, kao i ranije). nVidia kaže da G70 takođe poseduje ovu logiku, ali je ATi objavio mnogo više detalja o načinu funkcionisanja. Kanadska kompanija kaže da novi koprocesor pazi na to šta i kako obrađuju „kvadpikseli” i, u slučaju da neki od njih nema sve potrebne podatke za završetak obrade piksela (obrađuje ih neki drugi deo GPU-a), konkretni „thread” će privremeno izmestiti u posebne registre koji se nazivaju General Purpose Register Array. Obrada se nastavlja kada svi podaci budu na raspolaganju, čime se znatno povećava efikasnost pixel shadera jer se izbacuju prazan hod i čekanje.

Takođe, R520 je tako i mnogo brži od G70 u situacijama kada se koristi mnogo skakanja i grananja. ATi tvrdi da će, kako vreme prolazi, igre sve više koristiti ShaderModel 3.0, čija je najvažnija osobina upravo dinamičko grananje, tako da će performanse ovog čipa u odnosu na konkurenciju konstantno rasti.

Vertex shaderi su takođe unapređeni, ali ATi je ovde izneo mnogo manje detalja: kaže samo da ih ima osam i da podržavaju standard 3.0.

Generacija čipova R5xx podržava standardne AntiAliasing modove (SuperSample i MultiSample) uz dodatak Adaptive AA koji je odgovor na nVidijin Transparency AA. Dok G70 može da radi Transparency AA ili u MS ili u SS modu, ATi kombinuje ove metode, tj. radi standardno u MS modu, ali ukoliko se pokaže potreba povremeno uključuje i SS mod. Ovo obezbeđuje bolje performanse i jednak kvalitet kao kada G70 radi u Transparency + SS modu, ili slične performanse i bolji prikaz kada je G70 u lošijem i bržem Transparency MS modu. R520 je i prvi čip koji može da radi nešto što se zove „MSAA on Multiple Rendering Targets”, a u praksi obezbeđuje da se istovremeno koriste i HDR (High Dynamic Range) i Multisample Antialiasing, što G70 ne može. Poslednji u nizu noviteta jeste Area Anisotropic Filtering koji, kada se uključi, radi AF nezavisno od ugla posmatranja. To poboljšava prikaz tekstura na površinama koje su neravne, posebno u igrama koje daju veću slobodu kretanja (npr. simulacije letenja). AF i dalje ide najviše do 16x.

Sve ovo do sada nabrojano svakako je značajno unapređenje, ali je prava inovacija urađena tek sa memorijskim kontrolerom. Nazvan je Ring Bus jer sadrži ukupno 512 zatvorenih vodova, po 256 u svakom smeru. Na četiri mesta ova magistrala je prekinuta memorijskim kontrolerima koji su 64-bitnom magistralom povezani sa po samo dva memorijska čipa. Ovo je, dakle, eksterno i dalje „samo” 256-bitni kontroler, ali nije ni nalik standardnom „cross bar” principu kod kojeg su svi kontroleri imali vezu sa svim čipovima. ATi je ocenio da je stari princip previše komplikovano i skupo uraditi u 512-bitnoj varijanti pa je napravio novi koncept: četiri manja memorijska kontrolera koji rade samo s jednim delom memorije, ali su svi međusobno povezani, i to tako da po 256 vodova ide u svakom smeru pa podaci nikada ne putuju preko više od jednog kontrolera. Posebno je zanimljivo što svaki od ova četiri kontrolera ima svoje klijente, tj. delove grafičkog procesora koje opslužuje. S obzirom na to da R520 poseduje više od 30 klijenata tj. delića celog procesora koji samostalno zahtevaju podatke iz memorije, rešenje s „prstenom” je znatno pojednostavilo i dizajn GPU-a jer nije neophodno „prevezati” klijente međusobno kao što je to ranije bio slučaj. Sada svi delovi grafičkog procesora komuniciraju jednom širokom magistralom, a saobraćajac na ovom dvosmernom autoputu je centralni memorijski kontroler koji pazi da sve ide najkraćim i najbržim putevima.

Ovim rešenjem je smanjena propusna moć jer podaci nekada moraju da proputuju više podkontrolera da bi stigli tamo gde su potrebni, ali je znatno smanjeno kašnjenje. Pri tom rešenje s prstenom obezbeđuje mnogo efikasniji transport podataka unutar samog GPU, što „prija” situaciji sa mnogo skokova u kodu, a već smo videli da su na sličan način rešeni i pixel shaderi. ATi je očigledno ubeđen da će nove igre sve više koristiti dinamičko grananje. Šlag na torti predstavlja podrška za GDDR4 memoriju koja je tek najavljena. Ovo je svakako zalog za budućnost – čip R580 koji će, prema najavi, da zameni R520 kada to bude potrebno.

G70 je dobio PureVideo, a ATi je za istu stvar dizajnirao Avivo. Ovaj deo priče možemo praktično prekopirati iz teksta o G70 jer Avivo raspolaže identičnim mogućnostima kao i PureVideo. U pitanju su delovi grafičkog procesora koji se bave prikazom video-materijala i podrškom za HDTV standard. Ono što je najzanimljivije jeste podrška za H.264: i Avivo i PureVideo ga podržavaju hardverski, međutim nijedan nema do kraja urađenu implementaciju u drajveru, što znači da do daljnjeg ne radi. Ovakve sličnosti nas uvek impresioniraju, navode na razmišljanje o tome ko je kome „maznuo” ideju i potvrđuju da je industrijska špijunaža očigledno česta pojava u IT industriji. Naravno, i novi ATi podržava dva DVI izlaza i video-izlaz za istovremeni rad na dva ekrana, a tu je i CrossFire, ATi-jev nikad nezaživeli odgovor na nVidijin SLI. Treba li reći da je predviđeni standard komunikacije grafičkog čipa s matičnom pločom PCI-Express, bez pominjanja AGP-a?

Sve ovo je upakovano u parče silicijuma veličine 263 mm² koje, zahvaljujući 90 nm procesu izrade, broji oko 320 miliona tranzistora! Iako G70 ima 24 pipelinea i 10 vertex jedinica, na njega je potrošeno „svega” 302 miliona tranzistora. ATi ih ima 16/8, ali je i dalje komplikovaniji čip. Nama se čini da je to posledica inteligentnije organizacije. Sav taj „pametni menadžment resursa” koji ATi promoviše na R520 zahteva dosta logike i tranzistora, a sigurno je nekoliko desetina miliona tranzistora „pojela” i nova arhitektura memorijskog sistema.

U prvi mah je predviđeno da se R520 nađe na karticama X1800XT i X1800XL. Na XT verziji će raditi na impresivnih 625 MHz uz 512 MB GDDR3 memorije na 1500 MHz! X1800XL je slabija izvedba koja koristi identičan R520, dakle nema nikakvog „sakaćenja”, na nižim frekvencijama, 500 MHz za R520 i 256 MB GDDR3 memorije na okruglo 1 GHz.

Pored verzija X1800, najavljene su i X1600 i X1300 koje koriste slabije čipove RV530 i RV515. Čip RV530 će se naći na X1600XT (590 MHz GPU i 128 ili 256 MB memorije na 1380 MHz) i X1600XL (500 MHz GPU i 128 ili 256 MB memorije na 780 MHz). RV515 je najslabiji i mesto će dobiti na najslabijim X1300 karticama. Ona sa nastavkom Pro imaće RV515 na 600 MHz i 256 MB memorije na 800 MHz, obična varijanta će kucati na 450/500 MHz (128 ili 256 MB memorije), dok će najslabiji X1300 Hypermemory imati samo 32 MB svoje memorije uz mogućnost da „pozajmi” još 128 MB od sistemske memorije. RV515 na njemu će raditi na 450 MHz, a dva GDDR3 čipa na 1 GHz.

Kada je reč o RV5xx čipovima, jači RV530 ima 12 pipeline i pet vertex shader jedinica, 256-bitnu internu „prsten” magistralu i 128 bita ka memorijskim čipovima, što u tranzistorima znači 157 miliona i 132 mm^{2 kada je površina čipa u pitanju. Ona je bitna jer direktno utiče na cenu proizvodnje. RV515} ima svega četiri pipelinea i dve vertex jedinice, klasična četiri 32-bitna crossbar memorijska kontrolera (ukupno 128 bita), s opcijom da se neki isključe, pri čemu kartica postaje nepopularni SE (64 bita, dva operativna memorijska kontrolera) ili nešto još mnogo lošije u slučaju da RV515 ostane samo s jednim potkontrolerom i svega 32 bita memorijske magistrale.

Ovo je više nego dovoljno da se dobije ideja o tome koliko će X1300 modeli biti sporiji. Ipak, RV515 traži 105 miliona tranzistora tj. 95 mm^{2 „wafera”, što znači da će imati lošiji odnos cena i performansi, makar u proizvodnji, što je potpuno neuobičajeno za jeftine GPU-ove koji standardno imaju vrlo dobre performanse s obzirom na veličinu čipa i cenu čipa/kartice.}

Postojanje predstavništva kanadske kompanije u našoj zemlji omogućilo je da se s novim Radeonima upoznamo odmah nakon njihove svetske premijere. U redakciji su se našle četiri kartice: oba X1800 i po jedan X1600 i X1300. Sve kartice su proizvod samog ATi-ja, primerci namenjeni testiranju.

Radeon X1800XT

X1800XT izgleda kao X850XT na steroidima. Visoki takt čipa R520 i memorije primorao je ATi da na X1800XT stavi još veći kuler koji u potpunosti prekriva susedni slot. Ventilator je potpuno nestandardan i veoma bučan kada radi na najvišem broju obrtaja, ali to se srećom retko dešava. Tokom celodnevnog testiranja ventilator se svega nekoliko puta ubrzavao na maksimum, ali je to stanje trajalo desetak sekundi pa se X1800XT ipak ne može okarakterisati kao bučna kartica. Hladnjak je urađen od aluminijuma sa tankim bakarnim rebrima, što se odavno pokazalo kao dobitna kombinacija.

Memorija od 512 MB je poreklom iz Samsunga i deklarisana je na fantastičnih 1,25 ns što znači da će bez problema raditi na 1500 MHz. Svih osam čipova su na prednjoj strani štampane ploče, a zadnja je prilično prazna ako izuzmemo malo elektronike u donjem desnom delu. Naponska sekcija je, očekivano, veoma komplikovana i puna digitalne elektronike jer je zbog visokih radnih frekvencija X1800XT „najžednija” grafička kartica kada je u pitanju struja. Mnogo struje znači i mnogo toplote pa je kartica u radu prilično vrela. Dva DVI izlaza i S-VHS su pravilo kod svih kartica visoke klase, kao i šestopinski konektor za napajanje, pa ni X1800XT nije izuzetak. Na kvalitet prikaza ne treba trošiti reči.

Radeon X1800XL

X1800XL koristi istu štampanu ploču i GPU, ali nije ni izbliza tako impresivan kao XT. Dopao nam se hladnjak i činjenica da ne prekriva susedni slot, ali je ventilator promašaj. Premali je za ovoliki hladnjak pa mora brže da se vrti i u proseku čini X1800XL bučnijim od X1800XT. Srećom, hladnjak je urađen od aluminijuma sa bakarnim rebrima i toplotnim cevima. Da nema njih, ventilator bi teško mogao da ohladi najdalje delove hladnjaka. Nama se čini da bi mnogo bolje bilo staviti veći ventilator u sredinu hladnjaka pa heat pipeovi ne bi bili potrebni i sve bi bilo jeftinije.

I za ovaj X1800 je memorija stigla iz Samsunga – osam 256-megabitnih čipova deklarisanih na 1,4 ns. Oni su po specifikaciji sposobni da rade do ~1430 MHz, što je daleko više od 1 GHz koliko je potrebno za novi XL. Ili nam to ATi „sugeriše” da je X1800XL raspoložen za overklok?

Radeon X1600XT

X1600 na testu bio je u verziji XT sa 256 MB memorije. Štampana ploča je daleko jednostavnija i manja, a RV530 na 590 MHz prekriva bakarni kuler „normalnih” dimenzija. Čipovi su isti kao na X1800XT, što je dovoljno za propisanih 1380 MHz. Poput „velike braće”, i X1600XT poseduje dva DVI izlaza i jedan S-VHS izlaz. Nema potrebe za posebnim napajanjem – sve što je potrebno X1600XT dobija preko PCI-Express Graphics porta.

Najslabija kartica koju smo probali je X1300Pro sa 256 MB memorije. I ovog puta najslabiji primerci deklarisani su na 2,5 ns, što je taman onoliko koliko je potrebno da bi X1300Pro radio na deklarisanim frekvencijama. Kuler je isti kao na X1600XT. Vizuelno se X1300 malo razlikuje od X1600. Jedino što se primećuje jesu nešto slabija naponska sekcija i VGA izlaz umesto drugog DVI.

Radeon X1300Pro

Sve ove kartice treba posmatrati kao ATi-jev predloženi dizajn, ali on nikako nije obavezujući. Samo od proizvođača zavisi kakvu će štampanu ploču i hlađenje koristiti, kakve će ulazne i izlazne konektore imati, a neke kompanije se ne pridržavaju ni predloženih radnih taktova. Stoga kupovini konkretnih modela treba pristupiti s oprezom da ne bi došlo do razočaranja tipa: „Pa ovo moje nema veze s onim tamo opisanim!”

Posle cele ove priče, dolazi ono najvažnije – performanse i poređenje s konkurencijom. Najjači ATi, R520, svakako je inteligentnije dizajniran čip nego G70, ali da li je i brži? ATi se očigledno vodio maksimom „Um caruje...”, dok nVidia više naginje „brute force” pristupu. Ipak, u konačnom poređenju dve najjače kartice su „tu negde”. R520 bi bio ukupni pobednik da serija kartica GF 7800 nije toliko bolja u OpenGL testovima čiji je predstavnik Doom3. Prosto je neverovatno koliko dugo ATi ne može da napiše bolji OpenGL „prevodilac” – Radeoni već godinama „kubure” s programima koji 3D rade po OpenGL standardu. No, u poslednje vreme se čine neki pomaci: ATi-jev tim koji radi na drajverima obećao je potpuno novi OpenGL deo u 6.x verziji Catalysta, ali, dok se to ne desi, ATi R520 će svoj maksimum pokazivati „samo” u Direct3D naslovima.

Detaljnija analiza govori da se R520 mnogo bolje snalazi s kompleksnim scenama, kada postoji mnogo elemenata koje treba analizirati i pravilno osenčiti, u šta se uklapaju sve novije ShaderModel 3.0 igre. G70 je brži u, uslovno rečeno, jednostavnijim situacijama kada se scena svodi na standardno teksturisanje i do izražaja dolazi osam pixel shadera više.

Predviđene cene su približne, ali je to u ovoj kategoriji najmanje bitan faktor pa će po našem mišljenju presuditi lični afiniteti tj. simpatije kupaca i dostupnost.

U za stepenik nižoj klasi situacija je jasnija. 7800GT je nešto brži od X1800XL, ali i osetno jeftiniji – 50 do 100 € nije mala razlika pa je očigledno koja je kartica bolja u ovom delu tržišta.

I ATi RV530, čip namenjen srednjoj klasi, pokazao se kao vrlo brzo rešenje, posebno na visokim taktovima na kojima radi verzija XT koju smo probali. U nekim situacijama je dostizao rezultate modela 6800GT koji je doskora bio među najbržim modelima na tržištu, ali je uglavnom mnogo bliži modelu 6600GT i Radeonu X800GT. Predviđena cena je visoka: ATi se nada da će ga prodavati za 250 $ na USA tržištu, što je cifra za koju se kupuju 6800 modeli, pa čak i poneki jeftiniji 6800GT.

Ista situacija se ponavlja i sa najslabijom karticom na testu, modelom X1300Pro. Kao i svi ostali X1000 Radeoni, i ovaj predstavlja značajan pomak u odnosu na prethodnu generaciju ATi kartica, ali je i serija X1300 u odnosu na konkurenciju malo precenjena. X1300Pro košta više od GF6600 modela, a ne nudi bolje performanse.

Novi Radeoni X1000 su svakako odlično osveženje ponude kanadskog proizvođača. Podrška za ShaderModel 3.0 i sve ostale značajne tehnologije koje se traže od modernog grafičkog akceleratora karakterišu celu ponudu, od najslabijih do najjačih modela. Kvalitet prikaza i performanse su odlični, a tri čipa su dobro diferencirana. Ipak, cena je previsoka: konkurencija (tj. nVidia) u svakoj klasi ima jeftiniji model, tj. za isti novac nudi više. Jedan od razloga je i to što ATi na svim svojim karticama koristi bržu i skuplju memoriju da bi kompenzovao manje pixel i vertex shadera. Nama se čini da je nVidijin pristup sa više jedinica za obradu unutar grafičkog procesora uz niže radne frekvencije bolji i isplativiji.

Dalje, tržište je preplavljeno GeForce karticama oznaka 6x00, a ni pripadnike serije 7 nije teško naći, dok će Radeoni X1000 sporo pristizati. X1300 već može da se nađe, ali X1600 modela neće biti do sledeće godine. Pretpostavlja se da ATi namerno drži visoku cenu dok se ne rasprodaju svi čipovi prethodne generacije. Radeoni X800GT, GTO i GTO² tek su nedavno predstavljeni, sa ciljem da se potroše čipovi R42x i R48x i dok se to ne desi, pripadnika X1600 serije neće biti dovoljno.

X1800XL takođe već može da se nađe i realno je ovo jedini R520 koji je odmah dostupan. ATi će još neko vreme XT držati samo kao „paperware”, dok u potpunosti ne ovlada 90-nanometarskim procesom izrade i sa proizvodnih traka ne počne da silazi više R520 sposobnih da rade na više od 625 MHz, koliko XT verzije traže. Vremenom će i cena brzih memorijskih čipova deklarisanih na 1,25 i 1,6 nanosekundi koje zahtevaju XT varijante opasti, što bi trebalo da ATi učini konkurentnijim.

Mnogo toga može da se promeni vrlo brzo, pre svega da ATi snizi cene svojih modela i omasovi ih. Za to postoje realne osnove: 90 nm proces proizvodnje je po definiciji jeftiniji, što Kanađanima daje priličnu prednost. nVidia sigurno do kraja godine neće menjati svoj 0,11 µm proces. Proizvođači Radeon kartica će dodatno uticati na ATi da požuri jer ova situacija ne ide ni njima na ruku.

Serija Radeon X1000 definitivno ima veliki potencijal, ali će realizacija zavisiti od mnogo faktora: vremena potrebnog da se potpuno osvoji 90 nm proces proizvodnje, cene skupih memorijskih modula, ali i prodaje starih Radeona koji ne mogu da se jednostavno „bace”. Mi se nadamo da će se sve ovo desiti što pre – R520 i njegovi derivati su odlični grafički procesori i zaslužuju svoje mesto pod suncem. Već dovoljno kasne u odnosu na nV4x čipove koji su sličnu specifikaciju imali pre više od godinu dana tako da ne bi valjalo da prođe previše vremena dok se svi Radeoni serije X1000 ne pojave u slobodnoj prodaji.

Saša UZELAC